(57)【要約】【課題】  積層体の塗工層を紫外線照射により硬化させる際に、作業速度の低下、塗工層の硬化ムラが発生せず、かつ基材と塗工層の密着性がよい積層体を製造するための塗工装置、製造方法ならびに該装置及び該製造方法により製造される積層体を提供する。【解決手段】  積層体に紫外線を照射する紫外線照射装置を有する塗工装置において、該積層体の一方の面に紫外線を照射する第１の紫外線照射装置と、該積層体の他方の面に紫外線を照射する第２の紫外線照射装置、とからなる塗工装置。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
該塗料インキ等が塗布された基材に紫外線を照射する紫外線照射装置を有する塗工装置において、
該塗料インキ等が塗布された基材の一方の面に紫外線を照射する第１の紫外線照射装置と、該塗料インキ等が塗布された基材の他方の面に紫外線を照射する第２の紫外線照射装置を有することを特徴とする塗工装置。
【請求項２】
塗料インキ等が塗布された基材に紫外線を照射する紫外線照射装置と、該塗料インキ等が塗布された基材に接触し該紫外線照射装置と対向する位置に設置されたバックアップロールとを有する塗工装置において、
該塗料インキ等が塗布された基材の第１の面に接触可能な第１のバックアップロールと、該塗料インキ等が塗布された基材の第２の面に接触可能な第２のバックアップロールと、該塗料インキ等が塗布された基材の第１の面に第１のバックアップロールが接触した状態で該塗料インキ等が塗布された基材の第２の面に紫外線を照射する第１のバックアップロールと対向する位置に設置された第１の紫外線照射装置と、該塗料インキ等が塗布された基材の第２の面に第２のバックアップロールが接触した状態で該塗料インキ等が塗布された基材の第１の面に紫外線を照射する第２のバックアップロールと対向する位置に設置された第２の紫外線照射装置を有することを特徴とする塗工装置。
【請求項３】
前記塗料インキ等が塗布された基材の移動方向に、前記第１の紫外線照射装置、前記第２の紫外線照射装置の順に配置されたことを特徴とする請求項２記載の塗工装置。
【請求項４】
前記第１の紫外線照射装置と前記第２の紫外線照射装置が同一の装置からなることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の塗工装置。
【請求項５】
前記第１のバックアップロールと前記第２のバックアップロールとの間に塗料インキ等が塗布された基材を捻転可能な捻転装置を有することを特徴とする請求項４記載の塗工装置。
【請求項６】
基材の一方の面上に紫外線硬化型樹脂塗料を塗布する工程と、該紫外線硬化型樹脂塗料を塗布された塗工層を乾燥し、積層体を得る工程と、第１の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を塗工面側より硬化させる工程と、第２の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を該基材側より硬化させる工程と、を有することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の紫外線照射装置による紫外線照射の後に前記第２の紫外線照射装置による紫外線照射を行うことを特徴とする請求項５記載の積層体の製造方法。
【請求項８】
第１の紫外線照射装置と第２の紫外線照射装置が同一の装置からなることを特徴とする請求項６または７記載の積層体の製造方法。
【請求項９】
基材の一方の面上に紫外線吸収剤が分散された紫外線硬化型樹脂塗料を塗布した積層体において、先に第１の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を塗工面側より硬化させ、次いで第２の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を該基材側より硬化させたことを特徴とする積層体。
【請求項１０】
前記第１の紫外線照射装置と第２の紫外線照射装置が同一の装置からなることを特徴とする請求項９記載の積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線硬化型塗料を用いた、窓貼り紫外線カットフィルムやディスプレイ表面保護等に使用される各種機能性積層体の製造に使用される塗工装置に関し、また、該塗工装置を用いて各種機能性積層体を製造する製造方法に関し、さらには、該製造方法により製造される積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
機能性積層体の用途は多岐にわたり、特に各種フィルムにおいては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）といったプラスチックなどからなる基材上に、アクリル系樹脂などの紫外線硬化型樹脂を塗工して製造されることが一般的となっている。これらに使用される材料は比較的入手が容易であり、紫外線硬化型樹脂を塗工層に使用することは、その取扱いが容易かつ紫外線を照射することにより樹脂が光学反応により硬化するため、より強固な塗工層を製造できるからである。
【０００３】
塗工層に紫外線硬化型樹脂を使用する塗工装置について、図１を参照して説明する。アンワインダー１に巻かれた帯状基材１０は、バックアップロール３に案内されて乾燥装置に４に入って乾燥された後、紫外線照射装置５により硬化され、ワインダー６に巻き取られる。バックアップロール３に対向して塗料が付着したアプリケータロール２が設けられており、該アプリケータロール２によって塗工層を形成する紫外線硬化型樹脂を含む塗料インキ等を帯状基材１０に塗布する。上記従来公知の塗工装置では、紫外線照射装置５は一方の面、とりわけ塗工面からのみ紫外線照射するものであった。
【０００４】
各種ディスプレイ等に用いられる積層体は、特に偏光板保護目的に用いられる場合においては、偏光子中のヨウ素、染料の劣化を防止する目的で紫外線吸収機能が付与される。例えば、紫外線吸収機能をＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムなど基材に付与する方法が一般によく用いられている。基材に紫外線吸収機能が付与されている場合は、塗工層として紫外線硬化型樹脂を塗工し、単純に塗工面より紫外線照射して樹脂を硬化させることで所望の積層体を得ることができる。
【０００５】
一方で、紫外線硬化型樹脂の塗工層の変色防止、耐久性向上を計りたい場合、また、基材側に紫外線吸収能力を求めることができない場合には、紫外線吸収剤を分散した紫外線硬化型樹脂を基材上に塗工する必要がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０７０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような紫外線吸収剤を含む紫外線硬化型樹脂の塗工層に紫外線を照射し硬化させる場合、照射した紫外線の一部が紫外線吸収剤に吸収されるため、硬化速度が遅くなったり硬化ムラが生じたりするなどの問題が生じる。特に硬化ムラに関しては、塗工層の紫外線照射面のみが硬化し、それゆえに基材と塗工層の密着性が低くなるという積層体の強度上の問題が発生し、最悪の場合、塗工層と基材が剥離する恐れもある。紫外線の照射強度を上げることも行われているが、紫外線照射装置の大型化、作業環境における紫外線対策、製品への紫外線の影響などがあり、完全に問題を解決できるまでには至っていない。
【０００８】
本発明は、上記のように、主に紫外線吸収剤を含む紫外線硬化型樹脂を塗工する積層体において、塗工層を紫外線照射により硬化させる際に、紫外線照射時間の長時間化による作業速度の低下や、塗工層の硬化ムラが発生せず、かつ基材と塗工層の密着性がよい積層体を製造するための塗工装置、製造方法ならびに該塗工装置および該製造方法により製造される積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の塗工装置は、塗料インキ等が塗布された基材に紫外線を照射する紫外線照射装置を有する塗工装置において、該塗料インキ等が塗布された基材の一方の面に紫外線を照射する第１の紫外線照射装置と、該塗料インキ等が塗布された基材の他方の面に紫外線を照射する第２の紫外線照射装置、とからなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別の塗工装置は、塗料インキ等が塗布された基材に紫外線を照射する紫外線照射装置と、該塗料インキ等が塗布された基材に接触し該紫外線照射装置と対向する位置に設置されたバックアップロールとを有する塗工装置において、該塗料インキ等が塗布された基材の第１の面に接触可能な第１のバックアップロールと、該塗料インキ等が塗布された基材の第２の面に接触可能な第２のバックアップロールと、該塗料インキ等が塗布された基材の第１の面に第１のバックアップロールが接触した状態で該塗料インキ等が塗布された基材の第２の面に紫外線を照射する第１のバックアップロールと対向する位置に設置された第１の紫外線照射装置と、該塗料インキ等が塗布された基材の第２の面に第２のバックアップロールが接触した状態で該塗料インキ等が塗布された基材の第１の面に紫外線を照射する第２のバックアップロールと対向する位置に設置された第２の紫外線照射装置と、からなることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の別の塗工装置は、前記塗料インキ等が塗布された基材の移動方向に、前記第１の紫外線照射装置、前記第２の紫外線照射装置の順に配置されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の別の塗工装置は、前記第１の紫外線照射装置と前記第２の紫外線照射装置が同一の装置からなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の別の塗工装置は、前記第１のバックアップロールと第２のバックアップロールとの間に塗料インキ等が塗布された基材を捻転可能な捻転装置を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の積層体の製造方法は、基材の一方の面上に紫外線硬化型樹脂塗料を塗布する工程と、該紫外線硬化型樹脂塗料を塗布された塗工層を乾燥し、積層体を得る工程と、第１の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を塗工面側より硬化させる工程と、第２の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を該基材側より硬化させる工程と、を有することを特徴とする
【００１５】
また、本発明の積層体の製造方法は、前記第１の紫外線照射装置による紫外線照射の後に前記第２の紫外線照射装置による紫外線照射を行うことを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の積層体の製造方法は、前記第１の紫外線照射装置と前記第２の紫外線照射装置が同一の装置からなることを特徴とする。
【００１７】
本発明の積層体は、紫外線吸収能の低い基材の一方の面上に紫外線吸収剤が分散された紫外線硬化型樹脂塗料を塗布した積層体において、先に第１の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を塗工面側より硬化させ、次いで第２の紫外線照射装置により該積層体の塗工層を該基材側より硬化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、一つの塗工装置において積層体の塗工面と基材側面の両方から紫外線を照射することにより、紫外線照射積算量を確保しつつ作業速度の低下、作業時間の増加が起こらす、塗工層の硬化ムラが発生せず、かつ基材と塗工層の密着性がよい積層体を製造することのできる装置、製造方法ならびに該装置および該製造方法により製造される積層体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の塗工装置における紫外線照射装置は、一連の塗工工程中において塗料インキ等が塗布された帯状物（積層体）の両面に紫外線を照射することができるものであれば特に限定されるものではなく、一つの装置で複数方向に照射可能な装置でもよく、一方向のみに照射可能な複数の装置でも構わない。
【００２０】
また、基材に塗料インキ等を塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、基材の材質や形状、塗料インキ等の特性に応じて適宜決定すればよい。一般に、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコート法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。
【００２１】
紫外線照射装置の積層体に対する照射方法は、図２および図３に示す大きく分けて２つの方法がある。図２は、基材の一方の面上に紫外線硬化型樹脂塗料が塗布された塗工層を有する積層体１０において、基材がロール３１に接した状態で紫外線照射装置２０により紫外線を照射する方法で、本発明の実施において好ましい例の一つである。紫外線照射により紫外線硬化型樹脂を硬化させる場合、塗工面の収縮等が起こりやすく、また紫外線照射装置の熱による基材の変形等の問題があり、さらにはそれらが原因と思われる塗工面のシワが発生する問題もあるため、ロールにより積層体に張力を掛けた状態で紫外線照射することが望ましい
【００２２】
図３はロール３０とロール３０の間で紫外線照射する方法である。前述のとおり、紫外線照射時の変形やシワ等の多少の問題を有するが、紫外線照射や熱による変形等の影響が少ない樹脂が開発されれば、この方法でも紫外線照射を行うことができる。
【００２３】
紫外線を照射する順番は、図３の方式であればどちらの面を先に照射しても構わないが、図２の方式の場合、最初に塗工面側、次いで基材面側の順番が望ましい。塗工面が未硬化の状態でロールに接した場合、ロールに未硬化の樹脂が付着することなり、安定した塗工層をもつ積層体の製造が不可能となるからであり、塗工面表面を最初に紫外線照射し硬化させることにより、塗工面が未硬化の状態でロールに接することがなくなる。
【００２４】
以下、本発明の塗工装置における紫外線照射装置の実施態様を示す。実施態様は図１のロール３３およびロール３４の間に設置される本発明の塗工装置における紫外線照射装置を示すのみとする。なお、本発明の実施態様に用いる塗工装置は、紫外線照射装置が設置される部分以外に係る各種装置等は塗工装置の構成として公知であり、公知技術を適宜適用可能である。これら構成は本発明に直接関与しないため、その詳細は省略する。
【００２５】
図４は、積層体１０の基材面をバックアップロール３１に接した状態で第1の紫外線照射装置２１により積層体１０の塗工面側より塗工層を紫外線硬化させ、次いで積層体１０の塗工面をバックアップロール３２に接した状態で第２の紫外線照射装置２２により積層体１０の基材面側より塗工層を紫外線硬化させることを示した概略図である。本発明では、紫外線照射装置２１および２２の２つを有しているため、塗工装置における設置スペースの問題に対しても自由に設置場所を変更可能である。また、各々に用いられる紫外線照射装置は、紫外線源を複数とすることも可能であり、照射時間、積算光量を自由に変更することができる。近年は、作業時間短縮のために積層体の移動速度が上昇する傾向に有り、それに伴い紫外線照射時間、積算光量を確保するために紫外線照射装置の大型化、複数化が行われている。
【００２６】
図５は、第1の紫外線照射装置２１と第２の紫外線照射装置２２をロール３３とロール３４の間に設置した概略図である。該概略図ではロール３３とロール３４同一区間内に紫外線照射装置２１および２２を設置しているが、異なるロール間内に設置することも可能である。
【００２７】
図６は、第1の紫外線照射装置と第2の紫外線照射装置が同一の装置からなる塗工装置の一例である。すなわち、一つの紫外線照射装置２０で積層体１０の塗工面側および基材面側を紫外線照射する方法を示した概念図である。第1のバックアップロール３１に積層体１０の基材面を接した状態および第2のバックアップロール３２に積層体１０の塗工面を接した状態で、紫外線照射装置２０により紫外線硬化を行う。積層体１０は、第1のバックアップロール３１を通過後、捻転装置９により捻転した後に第2のバックアップロール３２へ進むため、同一の紫外線照射装置により積層体の基材面側及び塗工面側から紫外線を照射可能となる。
【００２８】
図７は、一つの紫外線照射装置２０で積層体１０の塗工面側および基材面側を紫外線照射する方法を示した別の概念図である。図６と概ね同じであるが、紫外線照射装置２０は紫外線を２面に照射可能である。
【００２９】
本発明に係る積層体の基材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系、トリアセチルセルロース等のセルロース系、ポリメタクリル酸メチル等のアクリレート系、ポリカーボネート系、オレフィン系等、紫外線が透過する材料であれば特に限定されないが、紫外線吸収剤が添加されておらず、紫外線透過率が高い樹脂が好ましく、また、各々の基材において、あらかじめ、塗布面との密着性を向上するために易接着層を設けることも可能である。好ましくは、波長３６５ｎｍの紫外線の透過率が５０％以上である材料であり、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８５％以上である。透過率が５０％に満たない場合、積層体の基材面側より紫外線を効率よく紫外線硬化型樹脂に照射することができず、基材と塗工層の密着性が低下する。また、紫外線照射量を多くして対応すると、基材の劣化によるシワの発生、張力などの強度低下等の悪影響が生じる。
【００３０】
本発明に係る積層体の塗工層に用いられる紫外線硬化型樹脂としては、紫外線を照射することにより硬化する樹脂であれば特に限定されず、該紫外線硬化型樹脂中に分散される紫外線吸収剤も特に限定されず、各々公知のものが利用できる。例えば、紫外線硬化型樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリブタジエン樹脂等が挙げられ、紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系の材料が挙げられる。
【００３１】
本発明に係る積層体の塗工層の厚さは使用される目的によって異なるが、ディスプレイ等に用いられる積層体であっては、乾燥膜厚が通常１〜１０μｍ、好ましくは２〜８μｍ、さらに好ましくは２〜６μｍの範囲になるよう塗工させることが望ましい。塗工方法に特に指定はないが、基材上に一定の厚さで安定して塗布することができる方法が望ましく、グラビア塗工法などが用いられる。膜厚が１０μｍ以上では、塗工層に用いられる樹脂が硬化する際の収縮等により積層体がカールする恐れが高くなる。また、膜厚が１μｍ以下では、塗工層による紫外線吸収の効果が発揮できない。
【００３２】
以下に、本発明に係る実施例を示す。
【実施例１】
【００３３】
帯状基材に塗布する塗料として、エポキシアクリレート系紫外線硬化型樹脂（商品名：ＫＲ−５６６、固形９５％溶液、旭電化工業社製）４５重量部に紫外線吸収剤（商品名：ＲＵＶＡ９３、大塚化学社製）５重量部を有機溶剤５０重量部中に混合し、調整した。調整した塗料を乾燥後の厚さが５μｍとなるようロッドコーターで該基材上に塗布し、１００℃で２分間乾燥させた。帯状基材には、ＰＥＴフィルム（商品名：Ａ４３００、東洋紡績社製）を用いた。乾燥後は該積層体の基材面を第１のバックアップロールに接した状態で１２０Ｗ／ｃｍ集光型高圧水銀灯１灯を用いて塗工面に紫外線照射（照射距離１０ｃｍ、照射時間３０秒）し、次いで該積層体の塗工面を第２のバックアップロールに接した状態で８０Ｗ／ｃｍ集光型高圧水銀灯１灯を用いて基材面に紫外線照射（照射距離１０ｃｍ、照射時間３０秒）し、本発明の積層体を得た。この積層体の塗工層は、硬化ムラが無く均一で基材と塗工層との密着性も良好であった。
【実施例２】
【００３４】
基材及び塗工層に用いられる塗料は実施例１と同じである。ＰＥＴフィルム上に乾燥後の膜厚が５μｍとなるようにロッドコーターで塗料を塗布し、１００℃で２分間乾燥させた。乾燥後は該積層体の基材面を第１のバックアップロールに接した状態で１６０Ｗ／ｃｍ集光型高圧水銀灯２灯を用いて塗工面に紫外線照射（照射距離１０ｃｍ、照射時間３０秒）し、捻転装置により積層体を捻転後、該積層体の塗工面を第２のバックアップロールに接した状態で前記高圧水銀灯を用いて基材面に紫外線照射（照射距離１０ｃｍ、照射時間３０秒）し、本発明の積層体を得た。この積層体の塗工層は、効果ムラが無く均一で基材と塗工層との密着性も良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】塗工装置の全体概略図である。
【図２】本発明に係る積層体へ紫外線照射する例である。
【図３】本発明に係る積層体へ紫外線照射する他の例である。
【図４】本発明に係る紫外線照射装置が配置された塗工装置の部分拡大図である。
【図５】本発明に係る紫外線照射装置が配置された塗工装置の他の部分拡大図である。
【図６】本発明に係る紫外線照射装置が配置された塗工装置の他の部分拡大図である。
【図７】本発明に係る紫外線照射装置が配置された塗工装置の他の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  アンワインダー
２  アプリケータロール
３  バッキングロール
４  乾燥装置
５  紫外線照射装置
６  ワインダー
７  塗工用塗料受け部
９  捻転装置
１０  積層体
２０  紫外線照射装置
２１  第１の紫外線照射装置
２２  第２の紫外線照射装置
３０、３３、３４  ロール
３１  第１のバックアップロール
３２  第２のバックアップロール
【図１】
2006181430.tif 000003
【図２】
2006181430.tif 000004
【図３】
2006181430.tif 000005
【図４】
2006181430.tif 000006
【図５】
2006181430.tif 000007
【図６】
2006181430.tif 000008
【図７】
2006181430.tif 000009